Спосіб виготовлення високовольтних імпульсних конденсаторів

Спосіб виготовлення високовольтних імпульсних конденсаторів, що включає намотування секцій, збирання їх у пакет, термовакуумне сушіння і просочення пакета секцій у корпусі конденсатора касторовою олією з наступною герметизацією, при цьому перед герметизацією касторову олію зливають із корпусу конденсатора, а проміжок між пакетом і корпусом конденсатора заповнюють газоподібним діелектриком, який відрізняється тим, що касторову олію зливають із корпусу конденсатора у кількості, що дорівнює зміні її об'єму при нагріванні до максимальної температури експлуатації конденсатора, а проміжок між пакетом і корпусом конденсатора заповнюють газоподібним діелектриком під надлишковим тиском від 1,1·105 до 1,3·105Па. Винахід відноситься до області електротехніки, зокрема, до технології виготовлення конденсаторів з органічним діелектриком і може бути використаний при виготовленні високовольтних імпульсних конденсаторів. Відомий спосіб виготовлення паперових конденсаторів [а.с. СРСР №1061181 МКІ 3 Н01G4/22. Опубл. 15.12.1983р., Б.В. №46], що включає намотування секцій, зборку їх у пакет, термовакуумне сушіння і просочення пакета секцій у корпусі конденсатора в'язкою полярною рідиною з наступною герметизацією, у якому після закінчення просочення пакета в'язкою полярною рідиною її зливають із корпуса конденсатора, а в проміжок між пакетом і корпусом заливають суху неполярну рідину в'язкістю не більш 50·10-3м2/с при 20°С. Ознаками, що збігаються з суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, є наступні - намотування секцій, зборка їх у пакет, термовакуумне сушіння і просочення пакета секцій у корпусі конденсатора просочуючою рідиною з наступною герметизацією, злив просочуючої рідини із корпусу конденсатора. До причин, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату варто віднести те, що після видалення просочуючого діелектрика із корпусу конденсатора, проміжок між пакетом секцій і корпусом заповнюють іншою в'язкою рідиною. Оскільки рідина за своєю природою є нестисливою речовиною, то при підвищенні температури вона збільшується в об'ємі, який необхідно компенсувати, що не передбачено у відомому способі виготовлення конденсаторів і, таким чином, не забезпечується тривала надійна робота конденсатора при підвищених температурах. Як прототип прийнято спосіб виготовлення конденсаторів [патент України №21508А МПК6 Н01G4/20. Опубл. 30.04.1998р., Бюл. №2], що включає намотування секцій, зборку їх у пакет, термовакуумне сушіння і просочення пакета секцій у корпусі конденсатора касторовою олією з наступною герметизацією, при цьому, після закінчення просочення пакета касторовою олією її зливають із корпусу конденсатора і проміжок між пакетом і корпусом заповнюють газоподібним діелектриком. Ознаками, що збігаються з суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, є наступні - намотування секцій, зборка їх у пакет, термовакуумне сушіння і просочення пакета секцій у корпусі конденсатора касторовою олією з наступною герме (19) UA (11) 87371 (13) C2 (21) a200711792 (22) 25.10.2007 (24) 10.07.2009 (46) 10.07.2009, Бюл.№ 13, 2009 р. (72) ГРЕБЕННІКОВ ІГОР ЮРІЙОВИЧ, ГУНЬКО ВІКТОР ІВАНОВИЧ, ОНИЩЕНКО ЛІДІЯ ІВАНІВНА, ТАНАСОВА ОЛЕНА ДМИТРІЇВНА, ТОПОРОВ СЕРГІЙ ОЛЕГОВИЧ, ФЕЩУК ТЕТЯНА АНАТОЛІЇВНА (73) ІНСТИТУТ ІМПУЛЬСНИХ ПРОЦЕСІВ І ТЕХНОЛОГІЙ НАН УКРАЇНИ (56) UA 21508 A, 16.12.1997 SU 1061181 A, 15.12.1983 JP 5109582 A, 30.04.1993 JP 4324611 A, 13.11.1992 JP 7115036 A, 02.05.1995 DE 2605663 A1, 18.08.1977 GB 1441803, 07.07.1976 3 тизацією, злив касторової олії із корпусу конденсатора, заповнення проміжку між пакетом і корпусом конденсатора газоподібним діелектриком. До причини, що перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату, слід віднести таку - при заповненні конденсатора газоподібним діелектриком для компенсації збільшення об'єму просочуючої рідини при нагріванні конденсатора не вказана кількість рідкого діелектрика, що зливається. Якщо злити багато просочуючої рідини, то оголюється верхня частина пакета секцій і може відбутися електричний пробій між виводами конденсатора, також при цьому не забезпечується необхідний тиск газу всередині конденсатора, а якщо злити мало - тиск усередині конденсатора буде занадто великим і порушиться герметичність конструкції конденсатора при роботі його при підвищених температурах. Таким чином, даний спосіб виготовлення не забезпечує високу діелектричну міцність конденсатора і його тривалу надійну експлуатацію при підвищених температурах. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення відомого способу виготовлення високовольтних імпульсних конденсаторів шляхом визначення кількості просочуючої рідини, що зливається із конденсатора, і зазначення умов, при яких проміжок між пакетом і корпусом конденсатора заповнюють газоподібним діелектриком, що дасть можливість компенсувати збільшення об'єму касторової олії при підвищенні її температури, і підвищити електричну міцність конденсатора при підвищених температурах, і за рахунок цього забезпечити тривалу надійну експлуатацію конденсатора при підвищених температурах. Сутність винаходу полягає у тому, що в способі виготовлення високовольтних імпульсних конденсаторів, що включає намотування секцій, зборку їх у пакет, термовакуумне сушіння і просочення пакета секцій у корпусі конденсатора касторовою олією з наступною герметизацією, при цьому перед герметизацією касторову олію зливають із корпусу конденсатора, а проміжок між пакетом і корпусом конденсатора заповнюють газоподібним діелектриком, згідно винаходу, що касторову олію зливають із корпусу конденсатора у кількості, що дорівнює зміні її об'єму при нагріванні до максимальної температури експлуатації конденсатора, а проміжок між пакетом і корпусом конденсатора заповнюють газоподібним діелектриком під надлишковим тиском від 1,1·105 до 1,3·105Па. Відмітна ознака «...касторову олію зливають із корпусу конденсатора у кількості, що дорівнює зміні її об'єму при нагріванні до максимальної температури експлуатації конденсатора» забезпечує надійну роботу конденсатора при підвищених температурах експлуатації. Конденсатори експлуатуються при строго визначених підвищених температурах, що заздалегідь обговорено у технічних умовах на конденсатор, наприклад, при 80°С або 100°С. Об'єм просочуючої рідини при 80°С і при 100°С збільшується на різну величину. Цю зміну об'єму просочуючого діелектрика при підвищених температурах необхідно компенсувати, щоб уникнути порушення герметичності конденсатора. З такою метою вико 87371 4 ристовують газоподібний діелектрик у конденсаторі, оскільки газ є стислива речовина. Тому для забезпечення тривалої надійної роботи конденсатора при підвищених температурах, наприклад, при 80°С або 100°С, заздалегідь повинна бути розрахована зміна об'єму просочуючої рідини конденсатора при цих температурах, яку необхідно компенсувати. Саме цю кількість просочуючої рідини видаляють з конденсатора, а вільний об'єм заповнюють газоподібним діелектриком. Ознака «...проміжок між пакетом і корпусом конденсатора заповнюють газоподібним діелектриком під надлишковим тиском від 1,1·105 до 1,3·105Па» забезпечує необхідну електричну міцність конденсатора при підвищених температурах. Як показали проведені в IIПТ НАН України експериментальні дослідження, у результаті контактування рідких діелектриків з газоподібними діелектриками (елегазом, азотом та ін.) відбувається часткове розчинення газоподібного діелектрика в рідині, при цьому електрофізичні характеристики рідини змінюються. Після контактування касторової олії з газами її електрична міцність підвищувалася в залежності від застосовуваного газу. Додання газоподібному діелектрику, при заповненні конденсатора заздалегідь підвищеного тиску з урахуванням тиску, що створює просочуюча рідина збільшуючись в об'ємі при нагріванні конденсатора, сприяє забезпеченню необхідної електричної міцності конденсатора. Спосіб здійснюється таким чином. Здійснюють намотування секцій з органічним діелектриком, зборку їх у пакет, термовакуумне сушіння пакета в корпусі конденсатора. Пакет у корпусі конденсатора після сушіння просочують касторовою олією у вакуумі при підвищеній температурі. Після просочення пакета секцій із корпусу конденсатора зливають касторову олію у кількості, що дорівнює зміні об'єму касторової олії при нагріванні до максимальної температури експлуатації. Проміжок, що утворився між пакетом і корпусом конденсатора, заповнюють газоподібним діелектриком під надлишковим тиском від 1,1·105 до 1,3·105Па. Після чого конденсатор герметизують. Спосіб, що заявляється, апробований при виготовленні високовольтних імпульсних конденсаторів на номінальну напругу 30кВ для свердловинного електрогідроімпульсного пристрою інтенсифікації видобутку нафти, призначеного для експлуатації в свердловинах глибиною до 5000м при температурі навколишнього середовища до 100°С. Так, у конденсаторі з комбінованим паперовоплівковим діелектриком, що відноситься до органічних діелектриків, просоченому касторовою олією, який експлуатується при підвищених температурах, наприклад, від 80 до 100°С при заповненні його елегазом, тривала електрична міцність конденсатора при 80°С забезпечується при надлишковому тиску газу від 1,25·105 до 1,3·105Па, при цьому необхідно зливати 135мл касторової олії, при 90°С - від 1,2·105 до 1,25·105Па, необхідно зливати 150мл касторової олії, а при 100°С - від 1,1·105 до 1,15·105Па - зливати 165мл олії. Граничні величини надлишкового тиску обрані виходячи з 5 87371 того, що при надлишковому тиску газу більш 1,3·105Па спостерігалося порушення герметичності конденсатора, а при тиску менш 1,1·105Па - не забезпечувалася тривала електрична міцність конденсатора. Таким чином, застосування способу, що заявляється, дозволить компенсувати збільшення об' Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 6 єму касторової олії при роботі конденсатора при підвищених температурах, підвищити електричну міцність конденсатора і за рахунок цього забезпечити тривалу надійну експлуатацію конденсатора вцілому. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601